JP4292915B2 - 密閉型圧縮機とその支持脚溶接方法 - Google Patents

Description

本発明は、密閉型圧縮機の支持脚を安定的に、且つ強固に溶接固定した密閉型圧縮機に関するものである。

従来、この種の圧縮機は、図４に示すように、密閉容器１０１の内部に圧縮機構１０２を駆動する電動機１０３の固定子１０４が固定され、この電動機１０３の回転子１０５に圧縮機構１０２を駆動するクランク軸１０６が結合されている。

圧縮機構１０２は、このクランク軸１０６によって駆動されるローラ１０７と、円筒状気筒であるシリンダ１０８とローラ１０７に当接してシリンダ１０８内を仕切る仕切り板（図示せず）およびシリンダ１０８の両端面を保持する端板にて構成されている。ここで、端板はクランク軸１０６を保持する軸受けを兼ねる主端板１１０と補助端板１１１とに区別される。補助端板１１１にはシリンダ１０８内で圧縮されたガスを密閉容器１０１内に吐出する弁装置１１２が具備され、さらにこの弁装置１１２はマフラー１１３によって覆われている。前記圧縮機構１０２は、シリンダ１０８の外周面と密閉容器１０１の円筒部１０１ａの内周面との間を、複数の箇所のメカ溶接部１０８ａで固定してある。

密閉容器１０１の底面部１０１ｂには略三角形状の支持脚１１４が複数の箇所で隅肉溶接１１４ａにより固定してあり、この支持脚１１４の各隅部には圧縮機取付け穴１１４ｂが設けられ、防振ゴムからなるマウント１１５が装着されている。（例えば特許文献１参照）
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作について説明する。

固定子１０４によって発生する磁界により回転子１０５が回転し、この回転に伴いローラ１０７とシリンダ１０８の内周面１０８ｂ、仕切り板によって形成される圧縮空間においてガスが圧縮され、補助端板１１１に設けられた弁装置１１２からマフラー１１３を経由して密閉容器１０１内に吐出される。

上記に述べた従来の圧縮機は、圧縮空間内の周期的な圧力変動および弁装置１１２内に残留していた高圧ガスの圧縮空間内への急激な逆流等によって振動が発生する。この振動はシリンダ１０８およびメカ溶接部１０８ａを経て密閉容器１０１の円筒部１０１ａに伝達される。

しかし、円筒部１０１ａは円筒状をなしており、またこの円筒部１０１ａには固定子１０４が焼きバメによって固定され、かつシリンダ１０８がメカ溶接部１０８ａによって固定されているため剛性が高い。したがって密閉容器１０１の円筒部１０１ａから振動や騒音が外部に放散されることは少ない。

一方、密閉容器１０１の底面部１０１ｂは皿状をなしているので、剛性が小さいとともに振動源の圧縮機構１０２に近いため、振動や騒音の大部分は底面部１０１ｂから外部に放射される。また、支持脚１１４もこの底面部１０１ｂに隅肉溶接１１４ａにて固定されているため振動や騒音が伝達しやすく、支持脚１１４からも振動や騒音が外部に放射される。

一方、近年地球環境の観点から高圧の自然冷媒（例えば炭酸ガス）が注目されたことから高圧の冷媒に適合した圧縮機を要望されてきた。高圧の冷媒を密閉容器内に収納するためには必然的に密閉容器の厚肉化や球面化が必要となるが、この密閉容器に支持脚を溶接固定する場合には図５に示すように密閉容器２０１の底面部２０１ｂの曲面に略三角形状の支持脚２１４の端部が隅肉溶接２１４ａで固定されるため、密閉容器２０１の厚肉化による重量増に対して支持脚２１４の固定強度が不足するという課題を有していた。（例えば特許文献２参照）
また、図６（ａ）に示すように支持脚３１４の剛性を高めるために密閉容器３０１の底面部３０１ｂの曲面に沿わせた形状に支持面３１４ｃを設けた例もある。（例えば特許文献３参照）
しかしながら、本構成においても支持脚３１４の剛性は高まるが溶接部３１４ａは隅肉溶接のままであり、更に溶接部３１４ａと圧縮機脚取付け穴３１４ｂまでの距離が長くなるので全体としての支持脚３１４の固定強度は満足するほど高まるものではなかった。これは隅肉溶接３１４ａの熱変形により密閉容器３０１の底面部３０１ｂの形状に沿わせた支持脚３１４の支持面３１４ｃが密閉容器から離れてしまうからである。図６（ｂ）は溶接歪により支持脚３１４が変形し、支持面３１４ｃが密閉容器３０１の底面部３０１ｂの曲面から離れる状況を示しており、破線は変形前の支持脚の形状である。
特開平１１−３２４９２２号公報 実開平１−１３２８４号公報 実開平３−１０２０７２号公報

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、安価な構造で安定的に支持脚の固定強度を向上させた密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、密閉容器の底面部の曲面と支持脚の支持面の形状を異ならせしめ、溶接前の支持脚を密閉容器の底面部に設置した状態にて支持脚の圧縮機取り付け穴近傍の支持面で底面部と当接するとともに、支持面端部の溶接位置に密閉容器の底面部と支持脚の取付け面との間に隙間を設けたものである。

上記構成によって密閉容器と支持脚を溶接した場合、溶接時の溶融金属が密閉容器の底面部と支持脚の支持面の隙間に入り込み溶着個所が広範囲となり溶接強度が強固となる。また、溶接後の歪が発生しても密閉容器の底面部と支持脚の支持面との当接位置が離れることながなくなり、安定した支持脚の固定強度が得られる。

本発明の密閉型圧縮機は、内部に電動機と圧縮機構を配設した密閉容器の底面部にこの底面部を支持する支持面と圧縮機を設置するための取付け穴を有した略三角形状の支持脚を前記支持面の端部で溶接固定し、この支持脚の支持面は前記溶接部にて固定されると共に前記取付け穴近傍にて前記底面部と当接する当接部を形成し、前記溶接部と当接部の間には隙間を形成したもので、支持脚は密閉容器の底面部に支持面の端部溶接部と取付け穴近傍の当接部で固定されているため安定した支持脚固定強度が得られるという効果を有する。

また、本発明の密閉型圧縮機の支持脚溶接方法は、底面部と支持面を曲面にし、前記底面部の曲率半径に対して前記支持面の曲率半径を小さくし、溶接前に前記支持面の端部と前記底面部との溶接個所に隙間を設けると共に前記支持面の取付け穴近傍にて前記底面部と当接させ、前記溶接個所を隅肉溶接固定した後はその溶接歪により前記支持面の取付け穴近傍の当接強度を向上させた密閉型圧縮機の支持脚溶接方法で、溶接個所を増加させることなく安価に安定した支持脚固定強度が得られるという効果を有する。

なお、上記密閉圧縮機はローリングピストン式圧縮機にてその効果を説明しているが、密閉容器の底面部の形状を曲面に構成したその他の方式（例えばスクロール式圧縮機）でも同様の効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図１〜２を参照して説明する。

図において、密閉容器１の内部に圧縮機構２を駆動する電動機３の固定子４が固定され、この電動機３の回転子５に圧縮機構２を駆動するクランク軸６が結合されている。

圧縮機構２は、このクランク軸６によって駆動されるローラ７と、円筒状気筒であるシリンダ８とローラ７に当接してシリンダ８内を仕切る仕切り板９（図示せず）およびシリンダ８の両端面を保持する端板にて構成されている。ここで端板はクランク軸６を保持する軸受けを兼ねる主端板１０と補助端板１１とに区別される。補助端板１１にはシリンダ８内で圧縮されたガスを密閉容器１内に吐出する弁装置１２が具備され、さらにこの弁装置１２はマフラー１３によって覆われている。この圧縮機構２は、シリンダ８の外周面と密閉容器１の円筒部１ａの内周面との間で、複数の箇所をメカ溶接部８ａで固定してある。

密閉容器１の底面部１ｂには略三角形状の支持脚１４が設けられてある。支持脚１４の各隅部には圧縮機取付け穴１４ｂが設けられ、吸音性のある防振ゴムなどからなるマウント１５が装着されている。この支持脚１４には支持面１４ｃが設けられておりその形状は密閉容器１の底面部１ｂの曲面形状を異ならせてある。

支持脚１４は溶接前の設置状態では密閉容器１の底面部１ｂと支持面１４ｃの圧縮機取付け穴１４ｂの近傍の位置にて当接し、密閉容器１の底面部１ｂと支持面１４ｃの溶接位置には密閉容器１の底面部１ａと支持脚１４の支持面１４ｃとの間に隙間を設けたものである。

上記構成によって密閉容器１の底面部１ｂと支持脚１４の支持面１４ｃを隅肉溶接１４ａで溶接固定した場合、図２に示すように溶接時の溶融金属が密閉容器１の底面部１ｂと支持脚１４の支持面１４ｃの隙間に入り込み溶着個所が広範囲となり溶接強度が強固となる。また、溶接後の歪により支持面が溶接歪により破線の形状から実践で示す形状に変形が発生しても密閉容器１の底面部１ｂと支持脚１４の支持面１４ｃとの当接位置が離れることがなく、逆に溶接歪により底面部１ｂと支持面１４ｃの取付け穴１４ｂの近傍との当接強度が増加するので安定した支持脚１４の固定強度が得られる。

図３は本発明の実施例により支持客脚の取付け強度がアップすることを示す共振周波数の例である。破線は従来の支持脚固定強度を示す共振周波数で、実線は本発明の支持脚固定強度を示す共振周波数である。

本発明の第１の実施形態を示す密閉圧縮機の断面図 同一実施形態の溶接歪を示す部分断面図 本発明の支持脚取付け強度を従来のものと比較した共振周波数のを示す図 従来の密閉圧縮機の断面図 従来の密閉圧縮機の断面図 （ａ）従来の密閉圧縮機の溶接前を示す断面図（ｂ）従来の密閉圧縮機の溶接後を示す断面図

符号の説明

１ 密閉容器
１ｂ 底面部
１４ 支持脚
１４ａ 溶接部
１４ｂ 取付け穴
１４ｃ 支持面

Claims (2)

1. 内部に電動機と圧縮機構を配設した密閉容器の底面部にこの底面部を支持する支持面と圧縮機を設置するための取付け穴を有した略三角形状の支持脚を前記支持面の端部で溶接固定し、この支持脚の支持面は前記溶接部にて固定されると共に前記取付け穴近傍にて前記底面部と当接する当接部を形成し、前記溶接部と当接部の間には隙間が形成されてなる密閉型圧縮機。
2. 底面部と支持面を曲面にし、前記底面部の曲率半径に対して前記支持面の曲率半径を小さくし、溶接前に前記支持面の端部と前記底面部との溶接個所に隙間を設けると共に前記支持面の取付け穴近傍にて前記底面部と当接させ、前記溶接個所を隅肉溶接固定した後はその溶接歪により前記支持面の取付け穴近傍の当接強度を向上させた密閉型圧縮機の支持脚溶接方法。

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